最大泡压法测定溶液的表面张力实验报告

大学物理化学实验最大泡压法测定溶液的表面张力实验报告

2012年 02 月 21 日 总评： 姓名： 学校： 陕西师范大学 年级： 2010级 专业： 材料化学 室温： 10.0℃ 大气压: 100kpa

一、实验名称：最大泡压法测定溶液的表面张力 二、实验目的：

（1）了解表面自由能、表面张力的意义及表面张力与吸附的关系；

（2）通过测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力，计算吉布斯表面吸附量和乙醇分子

的横截面积，掌握气泡最大压力法测定表面张力的原理和技术。 技能要求：掌握自动界面张力仪的使用方法，实验数据的作图处理方法. 三、实验原理：

（1）表面张力的物理意义：在温度、压力、组成恒定时，每增加单位表面积，体系

的吉布斯自由能的增值称为表面吉布斯自由能（J·m-2），用γ表示。也可以 看作是垂直作用在单位长度相界面上的力，即表面张力（N·m-1）；

（2）影响表面张力的因素：液体的表面张力与温度有关，温度越高，表面张力越小。

液体的表面张力与液体的浓度有关，在溶剂中加入溶质，表面张力就会 发生变化；

（3）表面张力与吸附量的关系：表面张力的产生是由于表面分子受力不均衡引起的，

当加入一种物质后，对某些溶液（包括内部和表面）及固体的表面结构会带来强烈的影响，则必然引起表面张力的改变。如果溶质加入能降低表面吉布斯自由能时，边面层溶质浓度比内部大；反之增加表面吉布斯自由能时，则溶液在表面的浓度比内部小。由此可见，在指定温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力有关，即吉布斯等温吸附方程： Γ= -（d /dc）T（c/RT）

其中Γ为溶质的表面超额，c 为溶质的浓度， 为溶液的表面张力：

1） 若d /dc＜0，Γ＞0，为正吸附，表面层溶质浓度大于本体溶液，溶质

是表面活性剂。 2） 若d /dc＞0，Γ＜0，为负吸附，表面层溶质浓度小于本体溶液，溶质

是非表面活性剂。 溶液的饱和吸附量： c/Γ= c/Γ∞＋1/KΓ∞

分子的截面积： B = 1/（Γ∞L） L=6.02×1023